CN205620519U

CN205620519U - 开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱

Info

Publication number: CN205620519U
Application number: CN201620448444.6U
Authority: CN
Inventors: 张凌志; 王希凤; 高旭东
Original assignee: Heilongjiang Institute of Technology
Current assignee: Heilongjiang Institute of Technology
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2026-05-17

Abstract

一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱。传统的电动汽车用驱动电机动态特性处于一种无序的控制状态。一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其组成为：箱体，箱体（7）内具有TMS320LF2407模块（3）、FPGA模块（6）、IR2113模块（9）和FM‑12232模块（1），FPGA模块上具有电流保护信号（8）、过欠压信号（11）和过热信号（12）比较电路，具有上位机接口（2）和键盘、显示器（14）、电机控制器（4）、位置检测器（5）、传感器（15）、加载控制器（13）和开关磁阻电动机（10）连接接口。本实用新型申请应用于开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱。

Description

开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱

技术领域：

本实用新型涉及一种电机应用领域，尤其涉及一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱。

背景技术：

作为电动汽车的核心部件，开关磁阻电机的结构设计与性能优化将直接影响着电机动态特性以及电动汽车各性能指标，故针对电动汽车用驱动电机动态特性的结构参数设计、电磁场参数分析优化以及无位置控制策略逐渐成为研究热点，这也是提高用开关磁阻轮毂电机整体性能的关键基础，而针对电动汽车用驱动电机电磁场参数分析优化以及无位置控制策略的控制、调整，更成为提高用开关磁阻轮毂电机整体性能的关键，利用 TMS320LF2407 为主控单元，充分利用其高速运算能力和面向电机控制的高效控制能力，可以有效地解决这个问题。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其组成包括：箱体，所述的箱体内安装有 TMS320LF2407 模块电路、 FPGA 模块电路、 IR2113 模块电路和 FM-12232 模块电路，所述的 FPGA 模块电路上分别具有电流保护信号、过欠压信号和过热信号比较电路，所述的箱体上还安装有上位机接口和键盘、显示器，所述的箱体上还分别安装有电机控制器、位置检测器、传感器、加载控制器和开关磁阻电动机连接接口。

所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，所述的各模块电路之间通过导线电连接，所述的电机控制器接口连接在 TMS320LF2407 模块的速度控制单元，所述的位置检测器接口连接于 TMS320LF2407 模块的 I/O 引脚和 CAP 引脚，所述的加载控制器接口连接于电流保护信号比较电路上，所述的开关磁阻电动机接口连接于 IR2113 模块电路，所述的传感器接口分别连接于 IR2113 模块电路、 FPGA 模块电路和 TMS320LF2407 模块的信号捕捉单元。

所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，所述的 TMS320LF2407 模块电路分别具有速度控制单元、电源调节单元、 PWM 输出单元、信号捕捉单元和 A/D 转换单元，所述的 TMS320LF2407 模块电路还分别具有串行外设接口 SPI 和串行通信接口 SCI ，所述的串行外设接口 SPI 连接于上位机接口，所述的串行通信接口 SCI 连接于 FM-12232 模块电路，所述的 FPGA 模块电路上分别具有逻辑转换单元和传感信号转换单元。

本实用新型的有益效果：

1. 本实用新型的控制箱，具有结构简单、成本低，调控过程损耗小、效率高、可控参数多、控制灵活的特点。

本实用新型的控制箱，由于利用 TMS320LF2407 为主控单元，所设计的调控单元具有高速运算能力和面向电机控制的高效控制能力通过增加外围硬件电路，使整个控制系统具有过电流、过电压保护的功能，同时采用角度控制与 PWM 控制相结合的方式，利用 PID 进行数字调节，所需逻辑运算采用了方便快捷的 FPGA ，使得控制电路简单、安全可靠。

本实用新型的控制箱，所控制的开关磁阻电动机具有结构坚固、可靠性高，全工作范围内效率高，低起动电流和高起动转矩的优点。

附图说明：

附图 1 是本实用新型的控制箱的结构示意图。

附图 2 是本实用新型的控制箱的不对称半桥驱动电路图。

附图 3 是本实用新型的控制箱的电流检测电路及保护电路图。

附图 4 是本实用新型的控制箱的电压检测与保护电路图。

图中： 1 — FM-12232 模块电路； 2 —上位机； 3 — TMS320LF2407 模块电路； 4 —电机控制器； 5 —位置检测器； 6 — FPGA 模块电路； 7 —箱体； 8 —电流保护模块电路； 9 — IR2113 模块电路； 10 —开关磁阻电动机； 11 —过欠压保护模块电路； 12 —过热保护模块电路； 13 —加载控制器； 14 —键盘、显示器； 15 —传感器；

具体实施方式：

实施例 1 ：

一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其组成包括：箱体，所述的箱体 7 内安装有 TMS320LF2407 模块电路 3 、 FPGA 模块电路 6 、 IR2113 模块电路 9 和 FM-12232 模块电路 1 ，所述的 FPGA 模块电路上分别具有电流保护信号 8 、过欠压信号 11 和过热信号 12 比较电路，所述的箱体上还安装有上位机接口 2 和键盘、显示器 14 ，所述的箱体上还分别安装有电机控制器 4 、位置检测器 5 、传感器 15 、加载控制器 13 和开关磁阻电动机 10 连接接口。

实施例 2 ：

根据实施例 1 所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，所述的各模块电路之间通过导线电连接，所述的电机控制器接口连接在 TMS320LF2407 模块的速度控制单元，所述的位置检测器接口连接于 TMS320LF2407 模块的 I/O 引脚和 CAP 引脚，所述的加载控制器接口连接于电流保护信号比较电路上，所述的开关磁阻电动机接口连接于 IR2113 模块电路，所述的传感器接口分别连接于 IR2113 模块电路、 FPGA 模块电路和 TMS320LF2407 模块的信号捕捉单元。

实施例 3 ：

根据实施例 2 所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，所述的 TMS320LF2407 模块电路分别具有速度控制单元、电源调节单元、 PWM 输出单元、信号捕捉单元和 A/D 转换单元，所述的 TMS320LF2407 模块电路还分别具有串行外设接口 SPI 和串行通信接口 SCI ，所述的串行外设接口 SPI 连接于上位机接口，所述的串行通信接口 SCI 连接于 FM-12232 模块电路，所述的 FPGA 模块电路上分别具有逻辑转换单元和传感信号转换单元。

实施例 4 ：

根据实施例 2 所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，所述的 TMS320LF2407 模块电路具有两个事件管理器模块 EVA 和 EVB ，可为开发者提供完整的、高效的马达控制方案，提供所有的 PWM 和 I/O ，可以控制所有类型的电机；模块采用高性能静态 CMOS 技术，使得供电电压降为 3.3V ，减少了控制器的损耗； 30MIPS 的执行速度使得指令周期缩短到 33ns ，从而提高了控制器的实时控制能力；芯片内有高达 32K X 16 位的 Flash 程序存储器；高达 2.5K 字 X16 位的数据 / 程序 RAM ； 544 字节双端口 RAM (DARAM) ； 2K 字的单口 RAM (SARAM) ；具有可扩展的外部存储器总共具有 192KX 16 位的空间，分别为 64K 字程序存储器空间、 64K 字的数据存储空间和 64K 字的 I/O 空间；具有 10 位 ADC 转换器，其特性为：最小转换时间为 500ns ， 8 个或 16 个多路复用的输入通道，采集时间和转换时间分开，提高了采样率和输入阻抗，并且支持自动顺序采样，不需 CPU 干预；具有 CAN 总线控制器可以为控制器、传感器、激励源以及其它节点提供良好的通讯，特别适用于工业现场和汽车等强噪声和恶劣的环境中；并具有 5 个外部中断 ( 两个驱动保护、复位和两个可屏蔽中断 ) 。

Claims

1.一种开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其组成包括：箱体，其特征是：所述的箱体内安装有TMS320LF2407模块电路、FPGA模块电路、IR2113模块电路和FM-12232模块电路，所述的FPGA模块电路上分别具有电流保护信号、过欠压信号和过热信号比较电路，所述的箱体上还安装有上位机接口和键盘、显示器，所述的箱体上还分别安装有电机控制器、位置检测器、传感器、加载控制器和开关磁阻电动机连接接口。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其特征是：所述的各模块电路之间通过导线电连接，所述的电机控制器接口连接在TMS320LF2407模块的速度控制单元，所述的位置检测器接口连接于TMS320LF2407模块的I/O引脚和CAP引脚，所述的加载控制器接口连接于电流保护信号比较电路上，所述的开关磁阻电动机接口连接于IR2113模块电路，所述的传感器接口分别连接于IR2113模块电路、FPGA模块电路和TMS320LF2407模块的信号捕捉单元。

3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机无位置控制策略测试实验装置的控制箱，其特征是：所述的TMS320LF2407模块电路分别具有速度控制单元、电源调节单元、PWM输出单元、信号捕捉单元和A/D转换单元，所述的TMS320LF2407模块电路还分别具有串行外设接口SPI和串行通信接口SCI，所述的串行外设接口SPI连接于上位机接口，所述的串行通信接口SCI连接于FM-12232模块电路，所述的FPGA模块电路上分别具有逻辑转换单元和传感信号转换单元。